TEMAS SELECTOS DE FÍSICA

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TEMAS SELECTOS DE FÍSICA

  1. 1. Colegio sor Juana Inés de la cruz mercedes rosas atlahua temas selectos de física i Ing. Jonathan Quiroga tinoco<br />
  2. 2. CALOR Y SUS PROPIEDADES<br />CALOR: es la regla que se transfiere de un sistema con mayor temperatura a otro de menor temperatura.es un solo sistema posible ha observar que el calor es le resultado de la energía que se genera por el cambio del estado de la materia.<br />La transferencia de energía sucede en forma espontanea siempre en un sentido de tal manera que pasa le objeto de mayor temperatura hacia otro cuerpo de menor temperatura .<br />En conclusión el calor es una transferencia de energía , por lo tanto será medido en joule al igual que otros tipos de energía y esto se debe a respetar en EL SISTEMA INTERNACIONAL <br />
  3. 3. UNIDAD DE MEDICION<br />1 cal=4.186 J<br />1 cal=3.968x10^-3 BTU<br />1 BTU=1.005 Kj<br />1 BTU=252 cal<br />j S.I<br />CAL S.GGS<br /> BTU S. ingles<br />
  4. 4. Tres transferencias de calor <br />1.- CONDUCCION: común en los sólidos<br />La transferencia de energía llamada calor se da por la cercanía externa por el contacto que existe entre los dos sistemas , esto es debido a que la energía se trasladé de molécula a molécula, proporcionando así la transferencia en traslado. como ya lo sabemos las moléculas en los sólidos están extremadamente adyacentes por lo tanto la transferencia ocurre de manera rápida , sistemática y continua.los metales son ejemplos claros de alta transferencia.<br />
  5. 5. 2.- CONVECCION:<br />Ocurre por le cambio de densidad interna de dichos fluidos en donde también ocurrirá la transferencia de energía vía molecular pero de un carácter molecular , la convección es entonces el medio por el cual se calienta una olla de agua al ser expuesta por el fuego.<br />
  6. 6. 3.- RADIACION<br />En este caso de que la transferencia de energía no ocurra ni por conducción, entonces se realiza por un medio de radiación que se define como , la transferencia de energía por medio de ondas u ondulaciones denominada radiación térmica , que muchas veces no son posibles por el ojo humano. <br />Sin importar el tipo de mecanismo de transferencia siempre se realiza de aquel de menor temperatura hacia aquel de mayor a menor temperatura.<br />
  7. 7. DILATACION <br />Es todo aquello que hace a que sufran los cuerpos ala elevar su temperatura interna , es mas visible en los sólidos , pero se presenta, de igual manera en gases y líquidos.<br />En los sólidos la expansión molecular o dilatación es temporal , es decir después de retirada la fuente de calor y en la disminución de temperatura proviene de la contracción , es decir se regresa a su posición original.<br />Este fenómeno observable en fuerza metálicos expuestas al sol con los mismas vías de ferrocarril bajo el mismo efecto. <br />
  8. 8. Dilatación lineal <br />NOMENCLATURA.<br />F1 = ∞∙ℓu∙∆T<br />F2= a)∆ℓ = ℓf ­ ℓo<br /> b)∆T =Tf ­ To<br />F3 = ∞ = ∆ℓ / ℓo∙∆T<br />F4 = ℓf = ℓo[1+∞∆T]<br />∆ℓ __ dilatación_ m<br />∞ __ conf...de. d lineal __1/k<br />ℓo __ longitud inicial __ m<br />ℓf __ longitud final __ m<br />Tf __ temperatura final __ k o c°<br />To__ temperatura inicial __ k o c°<br />∆T __ cambio de temperatura __ k o c°<br />
  9. 9. DILATACION SUPERFICIAL<br />Modelo matemático<br />∆f=∆o[1+β.∆T<br />formulas complementarias<br />a) ∆A= Af ­ Ao<br />b) ∆T = Tf ­ To<br />c)β = 2.∞<br />NOMENCLATURA<br />∆f__ área final __m²<br />∆o __ área inicial __m²<br />∆A__ dilatación superficial __ m²<br />∆T__ cambio de temperatura __ k o c°<br />Tf__ temperatura final __ k o c°<br />To __ temperatura inicial __ k o c°<br />β __ coef.de dilatación superficial __ 1/n o 1 / °c<br />
  10. 10. DILATACION VOLUMETRICO<br />Es el tipo mas común de dilatación en los sólidos , particularmente los metales. Se define como el incremento de volumen producto de la elevación de temperatura debido a la presencia de una fuente de calor.<br />FORMULA<br />Vf = vo [1+(∞.∆T)]<br />NOMENCLATURA <br />AV__ dilatación volumétrica __m³<br />Vf __ volumen final __m³<br />Vo __ volumen inicial __m³<br />∆T __elevación de temperatura __ k o c°<br />Tf __ temperatura final __ k o c°<br />To __ temperatura inicial __ k o c°<br /> __coeficiente de dilatación volumétrica__ 1/k o 1/ c°<br />∞ __ coeficiente de dilatación lineal __ 1/k o 1/ c°<br />
  11. 11. Leyes de los gases<br />Se han deducido experimentalmente tres leyes que cumplen aproximadamente todos los gases, especialmente en condiciones de presión baja y temperatura alta.<br />LEY DEL BOYLE. ”A temperatura constante, el volumen de una mezcla gaseosa proporcional ala presión del gas “ es decir , PV-K1, donde K1 es una constante. <br />
  12. 12. LEY DE CHARLES <br />“ Presión constante , el volumen de una muestra gaseosa es proporcional ala temperatura del gas , expresada en la escala absoluta o kelvin”.<br />La formulación matemática inicial era V=k2 (t +273,15) donde K2 es una constante y la t es la temperatura en grados centígrados . Kelvin representa un mínimo absoluto de temperatura . Esta temperatura es el origen la escala de temperatura llamada absoluta o Kelvin y simboliza con una T mayúscula . <br />
  13. 13. LEY DE GAY-LUSSAC. “ a volumen constante , la presión ejercida por una muestra gaseosa es proporcional a la temperatura del gas en la escala absoluta “ es decir , p = K3t, donde k3 es una constante.<br />LA TORIA CINETICO.MOLECULAR DE LOS GASES<br />Fue desarrollada por L.Boltzmann y J.C.Maxwell. Esta teoría explica satisfactoriamente el comportamiento de los gases a partir de las siguientes hipótesis:<br />1.- un gas esta compuesto de un gran numero de partículas pequeñas (moléculas) de tamaño despreciable frente a las distancias entre ellas .<br />
  14. 14. 2.- las moléculas se mueven en movimiento rectilíneo , rápido , constante y casual.las moléculas chocan entre si y con la paredes en choques elásticos (es decir , no hay fuerzas de atracción o repulsión entre las moléculas , ni entre estas y el recipiente , diferentes a las del choque. <br />3.- cada molécula tiene una energía cinética (velocidad) propia que no tiene que ser igual a la de las restantes moléculas , pero al energía cinética promedio de todas las moléculas es proporcional a la temperatura absoluta. <br />
  15. 15. LEYES DE LOS GASES<br />Las moléculas de los gases se mueven continuamente debido a la temperatura. Cuando mayor sea la temperatura , con mas velocidad se moverán las moléculas. Pero la temperatura no se mide en la escala normal de temperaturas , la escala Celsius o Centígrada , si no en una escala Kelvin o escala absoluta.<br />Las moléculas de gas ocupan un volumen y ene l se mueven y desplazan.<br />Aunque en el sistema internacional el volumen se mida en metros cúbicos , cuando se trata de gases , el volumen que ocupa se mide en litros .<br />
  16. 16. LEY DE BOYLE Y MARIOTTE<br />Al aumentar el volumen de un gas , las moléculas que lo componen se separan entre si y de las paredes del recipiente que lo contiene. Al estar lejos , chocaran menos veces y , por lo tanto , ejercerán una presión menor. Es decir , la presión disminuirá. Por lo contrario , si disminuye el volumen de un gas las moléculas se acercaran y chocaran mas veces con el recipiente, por lo que la presión será mayor. La presión aumentara .<br />Po x Vo = P1 X V1<br />
  17. 17. TERMODINAMICA<br />Es fundamentalmente una ciencia fenomenológica, es decir una ciencia microscopia basada en las leyes generales inferidas del experimento independientemente de cualquier “modelo” microscopio de la materia su objeto es , a partir de unos cuentos postulados.<br />Debe tenerse presente que las predicciones teóricas de las magnitudes de estas propiedades están fuera del campo de la termodinámica su obtención proviene del experimento y de disciplinas como al teoría cinética y la mecánica estadística que trata directamente con las estructuras atómica y molecular de la materia. <br />
  18. 18. SIATEMA TERMODINAMICO <br />Esta constituido por cierta cantidad de la materia o radiaciones en una región del espacio que nosotros consideramos para su estudio. Es importante que el sistema termodinámico y sus fronteras están determinados por le observador. De he hecho el observador determina el sistema a estudiar a traves de las restricciones que impone cuando lo elije por su estudio, estas restricciones pueden ser naturales , geométrica mecánica o térmica.<br />
  19. 19. LOS SITEMAS TERMODINAMICOS SE PUEDEN CLASIFICAR EN : <br />CERRADO: tiene paredes impermeables al paso de la materia en otras palabras , el sistema no puede intercambiar materia con sus alrededores , y su masa permanece constante.<br />ABIERTO: puede existir intercambio de materia o de alguna forma de energía con sus alrededores.<br />AISLADO: no puede tener absolutamente ninguna interacción con sus alrededores; la pared resulta impermeable y la materia a cualquier forma de energía mecánica o no mecánica .<br />
  20. 20. Tipos de variables termodinámicas<br />V. Intensivas : son aquellas que resultan independientes de la extensión (geométrica) del sistema , como por ejemplo la presión y la densidad .estas propiedades no son aditivas ya que si medimos alguna obtendremos los mismos valores numéricos.<br />V. Extensivas : son aquellas proporciones ala extensiva del sistema y estas si resultan aditivas .El volumen , la energía etc. son ejemplos de propiedades extensivas <br />
  21. 21. LEY CERO <br />LEONARDO DAVINCI y GALILEO quienes sabían que al contacto con un tercer cuerpo , usualmente el aire , dos o mas cuerpos en contacto con el se mezclaban de una manera apropiada hasta alcanzar una misma condición.<br />Esta ley nos permite diferenciar los cuerpos entre si con respecto a su significado de calentamiento. Este atributo que es una propiedad del sistema , lo identifican con su temperatura que resulta ser un concepto macroscópico. <br />
  22. 22. Las tres ideas firmes de la ley cero <br />1.- la existencia de una variable de estado , llamada temperatura <br />2.- la igualdad de temperaturas como una condición para el equilibrio térmico entre dos sistemas, o entre partes del mismo sistema <br />3.- la existencia de un relación entre las variables independientes del sistema y la temperatura , llamada ecuación del estado.<br />Las propiedades que determinan el estado termodinámico de un sistema por ejemplo :<br />Presión P , y volumen V, la ley cero agrega la temperatura empírica . <br />

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